计算机的体系结构有哪些基本概念?

作者&投稿:捷贵 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
(一)冯·诺依曼设计思想

  计算机问世50年来,虽然现在的计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当时的计算机有很大的差别,但基本体系结构没有变,都属于冯·诺依曼计算机。

  冯·诺依曼设计思想可以简要地概括为以下三点:
  ① 计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。
  ② 计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中,操作码表示运算性质,地址码指出操作数在存储器的位置。
  ③ 将编好的程序和原始数据送入内存储器中,然后启动计算机工作,计算机应在不需操作人员干预的情况下,自动逐条取出指令和执行任务。
  冯·诺依曼设计思想最重要之处在于他明确地提出了“程序存储”的概念。他的全部设计思想,实际上是对“程序存储”要领的具体化。
  (二)计算机基本结构图

  (图中实线为数据流,虚线为控制流),我们可以更好地理解“存储程序”和“程序控制”。

  输入设备在控制器控制下输入解题程序和原始数据,控制器从存储器中依次读出程序的一条条指令,经过译码分析,发出一系列操作信号以指挥运算器、存储器等到部件完成所规定的操作功能,最后由控制器命令输出设备以适当方式输出最后结果。这一切工作都是由控制器控制、而控制器赖以控制的主要依据则是存放于存储器中的程序。人们常说,现代计算机采用的是存储程序控制方式,就是这个意思。
  (三)计算机的工作过程

  计算机的工作过程,就是执行程序的过程。怎样组织存储程序,涉及到计算机体系结构问题。现在的计算机都是基于“程序存储”概念设计制造出来的。

  了解了“程序存储”,再去理解计算机工作过程变得十分容易。如果想叫计算机工作,就得先把程序编出来,然后通过输入设备送到存储器保存起来,即程序存储。下面就是执行程序的问题。根据冯·诺依曼的设计,计算机应能自动执行程序,而执行程序又归结为逐条执行指令。执行一条指令又可分为以下4个基本操作:
  ① 取出指令:从存储器某个地址中取出要执行的指令送到CPU内部的指令寄存器暂存。
  ② 分析指令:把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器,译出该指令对应的微操作。
  ③ 执行指令:根据指令译码,向各个部件发出相应控制信号,完成指令规定的各种操作。
  ④ 为执行下一条指令作好准备,即取出下一条指令地址。

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冯诺依曼结构计算机的五大基本构件是什么?
答:人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。从EDVAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。根据冯诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:把需要的程序和数据送至计算机中。必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。能够...

计算机系统的组成
答:一台计算机性能的好坏主要涉及机器的体系结构、软硬件配置、指令系统等多种因素,主要有以下几项技术指标: 1.运算速度 运算速度是计算机的主要性能指标之一,决定运算速度的因素很多,包括CPU的主频,存储器的工作频率,总线的工作频率以及主要外部接口电路的性能等,其中最关键的是CPU的主频,简称主频。 主频是CPU内部的时钟...

冯诺依曼型计算机的体系结构
答:冯诺依曼计算机体系结构主要由五大部件组成:1、存储器用来存放数据和程序;2、运算器主要运行算数运算和逻辑运算,并将中间结果暂存到运算器中;3、控制器主要用来控制和指挥程序和数据的输入运行,以及处理运算结果;4、输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能够识别的信息形式,常见的有键盘,鼠标等...

计算机的基本组成有哪些?
答:可以简要地概括为以下三点:1、计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。2、计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。3、将编好的程序送人内存储器中能自动逐条取出指令和执行指令。

冯诺依曼体系结构的主要内容
答:4、冯·诺依曼体系结构计算机是为算术和逻辑运算而诞生的,目前在数值处理方面已经到达较高的速度和精度,而非数值处理应用领域发展缓慢,需要在体系结构方面有重大的突破。5、传统的冯·诺依曼型结构属于控制驱动方式。它是执行指令代码对数值代码进行处理,只要指令明确,输入数据准确,启动程序后自动运行而且...

体系结构详细资料大全
答:基本介绍 中文名 :体系结构 外文名 : Computer Architecture 分类:虚拟机,包括解释器、规则基系统 出现原由 :方法和概念来对系统的整体结构 特点:过滤器之间是相互独立的 分类,出现原由,系统分析,结构范式,管道和过滤器,面向对象的体系,事件驱动的体系,分层次的体系,知识库体系,解释器体系,开发观点,常见结构,严格的...

计算机系统由什么两部分组成
答:计算机体系结构简介 计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性,即计算机的逻辑结构和功能特征,包括其各个硬部件和软部件之间的相互关系。对计算机系统设计者,计算机体系结构是指研究计算机的基本设计思想和由此产生的逻辑结构;对程序设计者是指对系统的功能描述。基本概念 计算机体系结构指软、硬件的系统...

计算机硬件系统的基本组成部分是什么?
答:常见的打印机有:针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。计算机的其它部件 主板:微机采用一种“积木式”的体系结构,主板是一块印刷电路板,有多个长方形的插槽,CPU、内存、显卡、多功能卡等都可以插在主板上。多功能卡上有串行口(用来连接鼠标)和并行口(用来连接打印机等外设)。另外声霸卡、视...

计算机系统的概念是什么?
答:计算机系统由计算机硬件和软件两部分组成。硬件包括中央处理机、存储器和外部设备等;软件是计算机的运行程序和相应的文档。计算机系统具有接收和存储信息、按程序快速计算和判断并输出处理结果等功能。

冯诺依曼计算机结构的基本含义
答:冯·诺依曼计算机 【von Neumann machine】 使用冯诺依曼体系机构的电子数字计算机。1945年6月,冯·诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念(Stored Program Concept),这是所有现代电子计算机的模板,被称为“冯· 诺依曼结构”,按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机(Stored Program ...